重构代码,使用抽象类,还是接口?

问题描述

在代码重构时,我们经常会遇到这样一个问题,对于多个相似的类,需要把通用的或共同的行为抽离出来,到底应该抽象成类,还是接口?想要确定结果,还需再温习一下抽象类和接口的概念,以及它们之间的异同。

一、抽象类

1、抽象类(Abstract Class)的定义

在Java中被abstract关键字修饰的类称为抽象类,被abstract关键字修饰的方法称为抽象方法,抽象方法只有方法的声明,没有方法体。抽象类可以包含属性、方法、构造方法,但是构造方法不能用于实例化,主要用来被子类调用。

2、抽象类特点

抽象类中的抽象方法的修饰符默认public,可以为protected;
抽象类不能被实例化,只能用作子类的超类;
如果一个类继承了抽象类,那么它必须实现抽象类中的所有抽象方法;
如果一个抽象类继承了另一个抽象类,则无需实现父抽象类中的抽象方法;
注意事项:包含抽象方法的一定是抽象类,但是抽象类不一定包含抽象方法。

3、抽象类的应用场景

抽象类是用来捕捉子类的通用特性的。它是继承层级里子类的模板,被普通类和抽象类继承。如果多个类的某个部分的功能相同,那么可以抽象出一个类出来,把它们的相同部分都放到父类里,让它们都继承这个类。对于子类和父类都有的成员变量和方法,遵循就近原则,自己有就优先访问自己的。

代码示例:

/**
 * 抽象类--陆地动物,多实现
 * @author FengJuan
 * @date 2022年10月8日
 * @Description 
 *
 */
public abstract class AbstractLandAnimal implements IAnimal,IBiology{

    public AbstractLandAnimal(){
        System.out.println("这是抽象的");
    }
    
    /**
    * 行走
    */
    abstract void walk();
}

4、扩展一下面向对象的三大特征

4.1、封装(Encapsulation)

封装是将抽象得到的属性和行为相结合,形成一个有机的整体,形成一个“类”,其中属性和行为都是类的成员。当你在写一个类的时候,其实就是在做封装。封装可以被认为是一个保护屏障,防止该类的数据和行为被外部类定义的代码随机访问。
封装的优点:

良好的封装能够减少耦合;
类内部的结构可以自由修改;
可以对成员变量进行更精确的控制;
隐藏信息和实现细节。

4.2、继承(Inheritance)

继承就是从已有的类中派生出新的类,新的类能吸收已有类的数据属性和行为,并能扩展新的能力。继承需要考虑里氏替换原则。里氏替换原则为所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。

继承的作用:
共性的抽取,代码的复用;
有了继承才有下面的"方法的覆盖"和"多态机制"。

4.2.1、重写

方法的覆盖,即重写,在Java的子类与父类中有两个名称、参数列表相同的方法的情况。由于它们具有相同的方法签名,所以子类中的新方法将覆盖父类中原有的方法。

4.2.2、重载

重载,是指方法有相同的名称,但是参数列表不相同的情形,这样的同名不同参数方法之间,互相称之为重载方法。

4.3、多态

多态存在的三个必要条件:继承、重写、父类引用指向子类对象。
多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力,是一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象,该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法,必须在由程序运行期间才能决定。

多态最简单的理解就是:当使用多态方式调用方法时,首先检查父类中是否有该方法,如果没有,则编译错误;如果有,再去调用子类的该同名方法。

代码示例:

/**
 * 狗的封装,单继承
 * @author 程就人生
 * @date 2022年10月8日
 * @Description 
 *
 */
public class Dog extends AbstractLandAnimal{

    public Dog(){
        System.out.println("一个可爱的狗子诞生了");
        // 调用接口的静态方法,只能以接口的名义调用
        IAnimal.breathe();
    }
    
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃了一个鸡腿,鸡腿太咸");
        // 接口默认方法的调用
        drinkWater();
    }
    
    @Override
    void walk() {
        System.out.println("四条腿跑得快");
    }
}

二、接口(Interface)

1、定义

在Java中被Interface关键字修饰的类称为接口。接口是一系列方法的声明,一个接口只有方法的特征没有方法的实现,因此这些方法可以在不同的地方被不同的类实现,而这些实现可以具有不同的行为(功能)。因此接口就是抽象方法的集合。

2、特点

接口不能用于实例化对象,没有构造方法;
接口不是被类继承,只能被类实现;
接口只能继承接口,支持多继承;
接口中的每一个方法会被隐式的指定为 public abstract;
接口中的每一个变量会被隐式的指定为 public static final;
接口中的方法在JDK1.8版本之前是不能在接口中实现的,只能由实现接口的类来实现接口中的方法;

但在JDK1.8及以后版本添加了两个例外:

默认方法:JDK 1.8允许给接口添加非抽象的方法实现,但必须使用default关键字修饰;定义了default的方法可以不被实现子类所实现,但只能被实现子类的对象调用;如果子类实现了多个接口,并且这些接口包含一样的默认方法,则子类必须重写默认方法;

静态方法:JDK 1.8允许使用static关键字修饰一个方法,并提供实现,称为接口静态方法。接口静态方法只能通过接口调用。

代码示例:

/**
 * 动物接口
 * @author 程就人生
 * @date 2022年10月8日
 * @Description 
 */
public interface IAnimal {
    /**
    * 默认 public abstract
    */
    void eat();    
    
    /**
    * 默认方法--喝水
    */
    default void drinkWater(){
    System.out.println("喝水");
    }    
    
    /**
    * 静态方法--呼吸
    */
    static void breathe(){
    System.out.println("每时每刻都要呼吸");
    }
}

3、业务场景

如果多个类处理的目标是一样的,但是处理的方法方式不同,那么就定义一个接口,也就是一个标准,让它们来实现这个接口,各自实现自己具体的处理方法来处理那个目标。

三、抽象类 VS 接口

1、抽象类和接口的相同点

抽象类和接口都不能被实例化;
接口的实现类实现了接口中的方法,抽象类的子类实现了抽象类中的抽象方法,接口的实现类和抽象类的子类才能实例化。

2、抽象类和接口的区别

一个类只能继承一个抽象类,而一个类却可以实现多个接口;
抽象类作为很多子类的父类,它是一种模板式设计;而接口是一种行为规范,它是一种辐射式设计。
抽象类是对类的抽象,而接口是对行为的抽象;
抽象类是对整个类整体进行抽象包括属性、行为,而接口是对类局部(行为)进行抽象;
继承的根本原因是因为要复用,而实现的根本是需要定义一个标准。

最 后 总 结

在重构代码时,要看我们的业务场景。如果只是为了代码复用,属性的复用,方法的复用,那就使用继承,抽象成抽象类或普通类;如果只是对行为的抽象,定义一个标准,实现又各不相同,那就使用实现,定义一个接口标准。

以上便是我的整理,希望对你有帮助。

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